Разработка математических моделей решения задач

Лабораторная работа № 1,2

Тема: Разработка математической модели. Решение задач линейного программирования симплекс-методом.

Цель работы:

Решение задач линейного программирования симплекс-методом.

Методическая указания

1. Четыре студента: Иванов, Петров, Сидоров и Васильев пошли на концерт группы "Чайф", захватив пиво 2 сортов: "Русич" и "Премьер". Определить план распития напитков для получения максимального суммарного опьянения (в ). Исходные данные даны в таблице:

. Математическая модель.

.1 Управляемые параметры

x

1

[л] - количество выпитого пива "Русич".

x

2

[л] - количество выпитого пива "Премьер".

- решение.

.2 Ограничения

- количество пива "Русич", выпитого Ивановым.

- количество пива "Премьер", выпитого Ивановым.

- общее количество пива, выпитого Ивановым.

Общее количество пива, выпитого Ивановым, не превосходит имеющихся у него запасов пива, поэтому:

(л).

Аналогично строим другие ограничения:

(л).

(л).

(л).

. Постановка задачи.

Найти *, где достигается максимальное значение функции цели:

. Решение.

при:

Приведем задачу к каноническому виду:

Определим начальный опорный план: .

Это решение является опорным, т.к. вектора условий при положительных компонентах решения линейно независимы, также , где , но не все оценки положительны (, где )

Опорный план является оптимальным, если для задачи максимизации все его оценки неотрицательны. не является оптимальным, значит критерий можно улучшить, если увеличить одну их отрицательных свободных переменных. Будем увеличивать , т.к. ее увеличение вызовет большее увеличение функции цели.

Предположим, что , тогда:

Запишем новый опорный план: . Все оценки опорного плана должны быть неотрицательны, а значит должны выполняться условия:

=>

При увеличении , первой перестает выполнять условие неотрицательности переменная , т.к. она первая обращается в ноль. Значит выведем из базиса . Теперь базисными переменными являются , а свободными . Для анализа этого плана выразим функцию цели через новые переменные.

Из ограничения (2) имеем: .

Подставляя в функцию цели: получаем:

Оформим данный этап задачи в виде симплекс-таблицы:

Начальная симплекс-таблица:

;

Пересчитаем элементы исходной таблицы по правилу четырехугольника:

;

Пересчитав все оценки, видим, что , значит критерий можно улучшить. Будем увеличивать . Пусть , тогда:

откуда получаем:

;

Все оценки опорного плана должны быть неотрицательны, а значит должны выполняться условия:

=>

Выведем из базиса . Теперь базисными переменными являются , а свободными . Выразим функцию цели через новые переменные:

, а из ограничений (2) и (3): . Тогда: ;

Пересчитав все оценки, видим, что , значит критерий можно улучшить. Будем увеличивать . Пусть , тогда:

откуда получаем:

;

Все оценки опорного плана должны быть неотрицательны, а значит должны выполняться условия:

=>

Выведем из базиса . Теперь базисными переменными являются , а свободными . Выразим функцию цели через новые переменные:

, а из ограничений (1) и (2):

. Тогда:

;

Видим, что все оценки положительны, значит любое увеличение какой-либо свободной переменной уменьшит критерий. Данное решение является оптимальным. Изобразим это решение на графике:

Видим, что единственное и достигается в угловой точке области допустимых решений.

Задание лаборатория

. Найдите максимум функции z = 4xl + 3х2 (xi ≥ 0) при условии

x1-x2≥ - 2,5x1+3x2≤15,x2≤ 2,5,2x1-x2≥ - 2,x1-2x2≤ 2.

. Для откорма крупного рогатого скота используется два вида кормов b1и b2, в которые входят питательные вещества а1, а2, а3 и a4. Содержание количеств единиц питательных веществ в одном килограмме каждого корма, стоимость одного килограмма корма и норма содержания питательных веществ в дневном рационе животного представлены в таблице. Составьте рацион при условии минимальной стоимости.

3. Трикотажная фабрика использует для производства свитеров и кофточек чистую шерсть, силон и нитрон, запасы которых составляют, соответственно, 800, 400 и 300 кг.

Количество пряжи (кг), необходимое для изготовления 10 изделий, а также прибыль, получаемая от их реализации, приведены в таблице. Составьте план производства изделий, обеспечивающий получение максимальной прибыли.

. При подкормке посевов необходимо внести на 1 га почвы не менее 8 единиц химического вещества А, не менее 21 единиц химического вещества В и не менее 16 единиц химического вещества С. Фермер закупает комбинированные удобрения двух видов I и П. В таблице указано содержание количества единиц химического вещества в 1 кг каждого вида удобрений и цена 1 кг удобрений. Определите потребность фермера в удобрениях I и II вида на 1 га посевной площади при минимальных затратах на их приобретение.

Химические вещества	Содержание химических веществ в I кг удобрения
	I	II
<\/a>") //--> Copyright © 2013 - 2014 - Все права защищены.